Техническая документация на светодиод LTL1DETBYJR5 - Корпус T-1 - Синий/Желтый - 20мА - 3.8В

1. Обзор продукта

LTL1DETBYJR5 — это светодиод для монтажа в отверстия, предназначенный для индикации состояния и сигнализации. Он поставляется в стандартном корпусе типа T-1, обеспечивая надежное и экономичное решение для широкого спектра электронных устройств.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Данный светодиод характеризуется низким энергопотреблением и высокой эффективностью, что делает его подходящим для энергочувствительных конструкций. Он соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), не содержит свинца. Кроме того, он классифицируется как бесгалогенный продукт: содержание хлора (Cl) и брома (Br) строго контролируется на уровне ниже 900 ppm для каждого, а их общая сумма — ниже 1500 ppm. Устройство использует технологию InGaN для синего кристалла и технологию AlInGaP для желтого кристалла, оба инкапсулированы в белый рассеивающий линзовый корпус, обеспечивающий равномерный внешний вид света.

1.2 Целевые области применения и рынки

Основные области применения этого светодиода включают коммуникационное оборудование, компьютерную периферию, потребительскую электронику и бытовую технику. Его универсальность и стандартный форм-фактор делают его распространенным выбором для индикаторов питания, сигнальных ламп и подсветки в различных электронных продуктах.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельно допустимые рабочие режимы

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность:Желтый: макс. 78 мВт; Синий: макс. 120 мВт. Этот параметр определяет максимальную мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток:90 мА для обоих цветов, но только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Постоянный прямой ток:Рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной работы составляет 30 мА как для желтого, так и для синего светодиодов.
• Температурные диапазоны:Рабочий: от -40°C до +85°C; Хранения: от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:Максимум 260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2,0 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при TA=25°C и IF=20 мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Желтый: мин. 140 мкд, тип. 680 мкд; Синий: мин. 110 мкд, тип. 880 мкд. Допуск при испытании Iv составляет ±30%.
• Угол обзора (2θ1/2):Приблизительно 40 градусов для обоих цветов, определяется как угол отклонения от оси, при котором интенсивность падает до половины своего осевого значения.
• Длина волны:
  • Желтый: Пиковая длина волны (λP) ~595 нм; Доминирующая длина волны (λd) 580-604 нм.
  • Синий: Пиковая длина волны (λP) ~468 нм; Доминирующая длина волны (λd) 462-478 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Желтый: ~16 нм; Синий: ~35 нм. Это указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Желтый: тип. 2.05-2.4 В; Синий: тип. 3.1-3.8 В. Более высокое VF для синего светодиода характерно для светодиодов на основе InGaN.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Спецификация системы сортировки

Светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе их силы света при 20 мА. Это обеспечивает постоянство яркости для производственных применений. Границы групп имеют допуск ±30%.

• Группы для синего светодиода:FG (110-180 мкд), HJ (180-310 мкд), KL (310-520 мкд), MN (520-880 мкд).
• Группы для желтого светодиода:GH (140-240 мкд), JK (240-400 мкд), LM (400-680 мкд).

Конструкторам следует указывать требуемый код группы, чтобы гарантировать желаемый уровень яркости в их применении.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в документации приводятся ссылки на конкретные графики (Типичные кривые электрических/оптических характеристик), следующие тенденции являются стандартными для таких светодиодов и могут быть выведены из предоставленных данных:

4.1 Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Прямое напряжение (VF) увеличивается с ростом прямого тока (IF). Синий светодиод, обладающий более широкой запрещенной зоной, демонстрирует более высокое напряжение включения и рабочее напряжение (~3.1-3.8В) по сравнению с желтым светодиодом (~2.05-2.4В).

4.2 Зависимость силы света от тока

Сила света приблизительно пропорциональна прямому току вплоть до максимального номинального тока. Работа при токе выше 20 мА увеличит яркость, но также и рассеиваемую мощность, и температуру перехода, что может повлиять на долговечность и длину волны.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиода чувствительны к температуре. Как правило, сила света уменьшается с ростом температуры перехода. Прямое напряжение также немного снижается с повышением температуры. Указанный рабочий диапазон от -40°C до +85°C определяет условия окружающей среды, при которых гарантируются опубликованные характеристики.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Светодиод использует стандартный радиальный выводной корпус T-1 (3мм). Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (дюймы приведены в допуске).
• Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем — 1.0 мм.
• Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.

5.2 Определение полярности

Для радиальных светодиодов более длинный вывод обычно обозначает анод (плюс), а более короткий — катод (минус). Плоская сторона на фланце линзы также может указывать на сторону катода. Всегда проверяйте полярность перед пайкой, чтобы предотвратить повреждение от обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Условия хранения

Для оптимального срока хранения храните светодиоды в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если светодиоды извлечены из оригинального влагозащитного пакета, используйте их в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или азотной атмосферой.

6.2 Очистка

Если очистка необходима, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте агрессивных химикатов, которые могут повредить эпоксидную линзу.

6.3 Формовка выводов

Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте основание линзы в качестве точки опоры. Выполняйте все изгибы при комнатной температуре и до процесса пайки. При вставке в плату прикладывайте минимальное усилие, чтобы избежать механических напряжений.

6.4 Процесс пайки

Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм от основания линзы до точки пайки. Не погружайте линзу в припой.

• Ручная пайка (паяльником):Макс. температура 350°C, макс. время 3 секунды на вывод (однократно).
• Волновая пайка:Предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 сек. Волна припоя ≤260°C в течение ≤5 сек. Убедитесь, что точка погружения находится не ниже 2 мм от основания линзы.
• Важно:Пайка оплавлением в инфракрасной (ИК) печи НЕ подходит для данного выводного светодиода. Чрезмерный нагрев или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты. Стандартная конфигурация упаковки:

• 500, 200 или 100 штук в упаковочном пакете.
• 10 упаковочных пакетов во внутренней коробке (всего 5 000 шт.).
• 8 внутренних коробок во внешней коробке (всего 40 000 шт.).
• Последняя упаковка в отгрузочной партии может быть неполной.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов,настоятельно рекомендуетсяиспользовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема А). Параллельное подключение нескольких светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема Б) не рекомендуется из-за разброса прямого напряжения (VF) отдельных светодиодов, что приведет к неравномерному распределению тока и разной яркости.

8.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Эти светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Внедрите следующие меры контроля ЭСР во время обработки и сборки:

• Используйте заземленные браслеты или антистатические перчатки.
• Убедитесь, что все оборудование, рабочие места и стеллажи для хранения правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.
• Поддерживайте обучение и сертификацию персонала, работающего в зонах, защищенных от ЭСР.

8.3 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность невелика, правильная разводка печатной платы может помочь в отводе тепла. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами. Работа светодиода при токах ниже максимального номинального значения 30 мА улучшит долгосрочную надежность за счет снижения температуры перехода.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTL1DETBYJR5 предлагает комбинацию функций, которая позиционирует его для общего применения в качестве индикатора:

• Соответствие бесгалогенным требованиям:Соответствует строгим экологическим требованиям по содержанию хлора и брома, что является преимуществом для экологичных конструкций и определенных рыночных норм.
• Широкий угол обзора:Угол обзора 40 градусов и белый рассеивающий корпус обеспечивают широкую, равномерную диаграмму направленности, подходящую для индикаторов состояния, которые должны быть видны под разными углами.
• Два варианта цвета в одном корпусе:Наличие как синего (InGaN), так и желтого (AlInGaP) светодиодов в идентичном корпусе T-1 упрощает управление запасами и проектирование многоцветных систем индикации.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Можно ли питать этот светодиод напрямую от источника 5В?

Нет. Необходимо использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, для синего светодиода при 20 мА с типичным VF=3.8В от источника 5В: R = (5В - 3.8В) / 0.020А = 60 Ом. Подойдет стандартный резистор на 62 Ома. Всегда рассчитывайте, исходя из максимального VF, чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы.

10.2 Почему сила света указана с допуском ±30%?

Этот допуск учитывает нормальные производственные вариации в полупроводниковом кристалле и процессе инкапсуляции. Система сортировки используется для разделения светодиодов на более узкие группы по яркости, чтобы обеспечить постоянство для конечного пользователя, который указывает конкретный код группы.

10.3 В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) выводится из диаграммы цветности CIE и представляет собой длину волны чистого спектрального цвета, соответствующего воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета в человеческом восприятии.

10.4 Можно ли использовать этот светодиод для наружного применения?

В документации указано, что он подходит для внутренних и наружных вывесок. Однако для суровых наружных условий с длительным воздействием УФ-излучения, влаги и экстремальных температур следует оценить долгосрочную надежность материала эпоксидной линзы. Для дополнительной защиты может потребоваться нанесение защитного покрытия на плату.

11. Практический пример применения

Сценарий:Проектирование многостатусной индикаторной панели для сетевого маршрутизатора со светодиодами Питание (зеленый), Активность (желтый) и Соединение (синий), все питаются от шины 3.3В.

Шаги проектирования:

1. Выбор компонентов:Выберите LTL1DETBYJR5 в желтом и синем вариантах (потребуется отдельная модель зеленого светодиода). Выберите соответствующие коды групп для желаемой постоянства яркости (например, JK для желтого, HJ для синего).
2. Установка тока:Определите ток управления, например, 15 мА для достаточной яркости и более низкого энергопотребления.
3. Расчет резистора для синего светодиода:Используя макс. VF=3.8В, питание=3.3В. R = (3.3В - 3.8В) / 0.015А = Отрицательное значение. Это указывает, что 3.3В недостаточно для прямого смещения синего светодиода при его типичном напряжении. Конструкция должна использовать более высокое напряжение питания (например, 5В) для синего светодиода или выбрать синий светодиод с более низким VF.
4. Расчет резистора для желтого светодиода (при использовании 3.3В):Используя макс. VF=2.4В. R = (3.3В - 2.4В) / 0.015А = 60 Ом.
5. Разводка печатной платы:Разместите светодиоды на передней панели. Убедитесь, что отверстия для выводов имеют правильный размер. Соблюдайте зазор 2 мм между контактной площадкой и корпусом светодиода. Проложите дорожки к шинам питания и земли.
6. Сборка:Вставьте светодиоды, загните выводы со стороны пайки и обрежьте. Используйте паяльник с контролем температуры (макс. 350°C) для быстрой пайки каждого вывода (<3 сек).

Этот пример подчеркивает важность проверки соответствия напряжения питания и прямого напряжения светодиода на этапе проектирования.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией.

• Синий светодиод (InGaN):Активная область изготовлена из нитрида индия-галлия (InGaN). Когда электроны и дырки рекомбинируют в этой области, энергия высвобождается в виде фотонов. Конкретная ширина запрещенной зоны сплава InGaN определяет синий цвет (более высокая энергия, более короткая длина волны ~468 нм).
• Желтый светодиод (AlInGaP):Активная область использует фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Эта материаловая система имеет меньшую ширину запрещенной зоны по сравнению с InGaN, что приводит к излучению желтого света (низкая энергия, большая длина волны ~595 нм).
• Белый рассеивающий корпус:Эпоксидный корпус выполняет две функции: 1) Он инкапсулирует и защищает полупроводниковый кристалл и проводные соединения. 2) Белый рассеивающий материал рассеивает свет от маленького кристалла, создавая равномерную широкоугольную диаграмму направленности и придавая неработающему светодиоду белый внешний вид.

13. Технологические тренды и развитие

Хотя выводные светодиоды, такие как корпус T-1, остаются важными для прототипирования, ручной сборки и определенных применений, общая тенденция в отрасли значительно сместилась в сторону поверхностно-монтируемых (SMD) светодиодов. SMD-корпуса (например, 0603, 0805, 2835, 3535) предлагают преимущества в автоматизированной сборке, меньшем занимаемом месте, меньшей высоте и часто лучшем тепловом режиме. Для применений с высокой яркостью и мощностью доминируют SMD-корпуса и специальные корпуса для мощных светодиодов (с металлическими печатными платами).

Однако выводные светодиоды продолжают оставаться актуальными благодаря своей механической прочности, простоте ручной пайки и пригодности для образовательных наборов, любительских проектов и применений, где выводы обеспечивают механическую разгрузку. Достижения в материалах также улучшили эффективность и срок службы традиционных выводных корпусов. Основное внимание для таких компонентов часто уделяется достижению более высокой надежности, строгому соответствию экологическим требованиям (например, бесгалогенность) и сохранению экономической эффективности для массовых, чувствительных к цене применений в качестве индикаторов.